Jaka jest różnica między programowaniem synchronicznym i asynchronicznym (w node.js)

Czytałem nodebeginner I natknąłem się na następujące dwa fragmenty kodu.

Pierwszy:

    var result = database.query("SELECT * FROM hugetable");
    console.log("Hello World");

Drugie:

    database.query("SELECT * FROM hugetable", function(rows) {
       var result = rows;
    });
    console.log("Hello World");

Rozumiem, co powinni zrobić, przeszukują bazę danych, aby uzyskać odpowiedź na zapytanie. A potem console.log('Hello world').

Pierwszy to rzekomo kod synchroniczny. A drugi to kod asynchroniczny.

Różnica między tymi dwoma kawałkami jest dla mnie bardzo niejasna. Jaki byłby wynik?

Googling w programowaniu asynchronicznym też mi nie pomógł.

Różnica polega na tym, że w pierwszym przykładzie program zablokuje się w pierwszym wierszu. Następna linia ( console.log) będzie musiała poczekać.

w drugim przykładzie The console.logbędzie wykonane podczas zapytanie jest przetwarzany. Oznacza to, że zapytanie zostanie przetworzone w tle, podczas gdy twój program będzie robił inne rzeczy, a gdy dane zapytania będą gotowe, zrobisz z nim, co chcesz.

Krótko mówiąc: pierwszy przykład zostanie zablokowany, a drugi nie.

Dane wyjściowe następujących dwóch przykładów:

// Example 1 - Synchronous (blocks)
var result = database.query("SELECT * FROM hugetable");
console.log("Query finished");
console.log("Next line");


// Example 2 - Asynchronous (doesn't block) 
database.query("SELECT * FROM hugetable", function(result) {
    console.log("Query finished");
});
console.log("Next line");

Byłoby:

1. Query finished
Next line
2. Next line
Query finished

Uwaga
Chociaż sam węzeł jest jednowątkowy , istnieje kilka zadań, które można uruchomić równolegle. Na przykład operacje systemu plików występują w innym procesie.

Dlatego Node może wykonywać operacje asynchroniczne: jeden wątek wykonuje operacje na systemie plików, podczas gdy główny wątek Node wykonuje kod javascript. Na serwerze sterowanym zdarzeniami, takim jak Węzeł, wątek systemu plików powiadamia główny wątek węzła o określonych zdarzeniach, takich jak zakończenie, niepowodzenie lub postęp, wraz z wszelkimi danymi powiązanymi z tym zdarzeniem (np. Wynikiem zapytania do bazy danych lub błędu wiadomość), a główny wątek węzła decyduje, co zrobić z tymi danymi.

Więcej na ten temat możesz przeczytać tutaj: Jak działa jednowątkowy nieblokujący model IO w Node.js

Różnica między tymi dwoma podejściami jest następująca:

Sposób synchroniczny: czeka na zakończenie każdej operacji, po czym wykonuje tylko następną operację. W przypadku zapytania: console.log()polecenie nie zostanie wykonane, dopóki zapytanie nie zakończy się, aby uzyskać wszystkie wyniki z bazy danych.

Sposób asynchroniczny: nigdy nie czeka na zakończenie każdej operacji, raczej wykonuje wszystkie operacje tylko w pierwszym GO. Wynik każdej operacji zostanie obsłużony, gdy wynik będzie dostępny. W przypadku zapytania: console.log()polecenie zostanie wykonane wkrótce po Database.Query()metodzie. Podczas gdy zapytanie do bazy danych działa w tle i ładuje wynik po zakończeniu pobierania danych.

Przypadków użycia

1. Jeśli twoje operacje nie wykonują bardzo ciężkich operacji podnoszenia, takich jak wysyłanie zapytań do ogromnych danych z DB, postępuj zgodnie z metodą Synchroniczną, inaczej Asynchroniczną.

2. W sposób asynchroniczny możesz pokazać użytkownikowi wskaźnik postępu, a w tle możesz kontynuować ciężką pracę. Jest to idealny scenariusz dla aplikacji GUI.

Stałoby się to nieco wyraźniejsze, jeśli dodasz wiersz do obu przykładów:

var result = database.query("SELECT * FROM hugetable");
console.log(result.length);
console.log("Hello World");

Drugie:

database.query("SELECT * FROM hugetable", function(rows) {
   var result = rows;
   console.log(result.length);
});
console.log("Hello World");

Spróbuj uruchomić je, a zauważysz, że pierwszy (synchroniczny) przykład, wynik. Długość zostanie wydrukowany PRZED linią „Hello World”. W drugim (asynchronicznym) przykładzie wynik. Długość zostanie (najprawdopodobniej) wydrukowany PO wierszu „Hello World”.

Dzieje się tak, ponieważ w drugim przykładzie database.queryjest on uruchamiany asynchronicznie w tle, a skrypt jest kontynuowany od razu z „Hello World”. console.log(result.length)Jest wykonywana tylko wtedy, gdy zapytanie do bazy danych została zakończona.

Po pierwsze, zdaję sobie sprawę, że spóźniłem się z odpowiedzią na to pytanie.

Zanim omówimy synchroniczne i asynchroniczne, przyjrzyjmy się pokrótce, jak działają programy.

W przypadku synchronicznym każda instrukcja kończy się przed uruchomieniem następnej instrukcji. W takim przypadku program jest oceniany dokładnie w kolejności instrukcji.

Tak działa asynchroniczny w JavaScript. Mechanizm JavaScript składa się z dwóch części, z których jedna przegląda kod i kolejkuje operacje, a druga przetwarza kolejkę. Przetwarzanie kolejki odbywa się w jednym wątku, dlatego jednocześnie może wystąpić tylko jedna operacja.

Gdy widoczna jest operacja asynchroniczna (jak drugie zapytanie bazy danych), kod jest analizowany, a operacja umieszczana w kolejce, ale w tym przypadku rejestrowane jest wywołanie zwrotne do uruchomienia po zakończeniu tej operacji. W kolejce może być już wiele operacji. Operacja z przodu kolejki jest przetwarzana i usuwana z kolejki. Po przetworzeniu operacji na zapytanie do bazy danych żądanie jest wysyłane do bazy danych, a po zakończeniu wywołanie zwrotne zostanie wykonane po zakończeniu. W tej chwili procesor kolejek, który „obsłużył” operację, przechodzi do następnej operacji - w tym przypadku

    console.log("Hello World"); 

Zapytanie do bazy danych jest nadal przetwarzane, ale operacja console.log znajduje się z przodu kolejki i jest przetwarzana. Ta operacja synchroniczna jest wykonywana natychmiast, co powoduje natychmiastowe wyświetlenie wyniku „Hello World”. Jakiś czas później operacja bazy danych jest zakończona, dopiero wtedy wywołanie zwrotne zarejestrowane w zapytaniu jest wywoływane i przetwarzane, ustawiając wartość wyniku zmiennej na wiersze.

Możliwe, że jedna operacja asynchroniczna spowoduje kolejną operację asynchroniczną, ta druga operacja zostanie umieszczona w kolejce, a jeśli dojdzie do przodu kolejki, zostanie przetworzona. Wywołanie wywołania zwrotnego zarejestrowanego w operacji asynchronicznej jest sposobem, w jaki czas działania JavaScript zwraca wynik operacji po jej zakończeniu.

Prostą metodą sprawdzenia, która operacja JavaScript jest asynchroniczna, jest zwrócenie uwagi, czy wymaga ona wywołania zwrotnego - wywołanie zwrotne to kod, który zostanie wykonany po zakończeniu pierwszej operacji. W dwóch przykładach w pytaniu widzimy, że tylko drugi przypadek ma wywołanie zwrotne, więc jest to asynchroniczna operacja dwóch. Nie zawsze tak jest z powodu różnych stylów obsługi wyniku operacji asynchronicznej.

Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj o obietnicach. Obietnice to kolejny sposób, w jaki można obsłużyć wynik operacji asynchronicznej. Zaletą obietnic jest to, że styl kodowania przypomina bardziej kod synchroniczny.

Wiele bibliotek, takich jak węzeł „fs”, udostępnia style synchroniczne i asynchroniczne dla niektórych operacji. W przypadkach, gdy operacja nie trwa długo i nie jest często używana - jak w przypadku odczytu pliku konfiguracyjnego - operacja synchroniczna spowoduje, że kod będzie łatwiejszy do odczytania.

W przypadku synchronicznym polecenie console.log nie jest wykonywane, dopóki zapytanie SQL nie zakończy się.

W przypadku asynchronicznym polecenie console.log zostanie wykonane bezpośrednio. Wynik zapytania zostanie następnie zapisany przez funkcję „oddzwaniania”.

Główna różnica polega na programowaniu asynchronicznym, w przeciwnym razie nie można zatrzymać wykonywania. Możesz kontynuować wykonywanie innego kodu podczas tworzenia „żądania”.

Ta funkcja sprawia, że ​​druga jest asynchroniczna.

Pierwszy zmusza program do czekania, aż każda linia zakończy działanie, zanim następny będzie mógł kontynuować. Drugi pozwala każdej linii biegać jednocześnie (i niezależnie) jednocześnie.

Języki i frameworki (js, node.js), które pozwalają na asynchronię lub współbieżność, świetnie nadają się do rzeczy wymagających transmisji w czasie rzeczywistym (np. Czat, aplikacje giełdowe).

Programowanie synchroniczne

Języki programowania, takie jak C, C #, Java są programowaniem synchronicznym, wszystko, co piszesz, będzie wykonywane w kolejności pisania.

-GET DATA FROM SQL.
//Suppose fetching data take 500 msec

-PERFORM SOME OTHER FUNCTION.
//Performing some function other will take 100 msec, but execution of other 
//task start only when fetching of sql data done (i.e some other function 
//can execute only after first in process job finishes).

-TOTAL TIME OF EXECUTION IS ALWAYS GREATER THAN (500 + 100 + processing time) 
msec

Asynchronizacja

NodeJs ma funkcję asynchroniczną, nie ma charakteru blokowania, załóżmy, że w każdym zadaniu we / wy, które wymaga czasu (pobieranie, pisanie, czytanie), nodejs nie będzie bezczynny i nie będzie czekał na zakończenie zadania, to „ Zacznę wykonywać kolejne zadania w kolejce i za każdym razem, gdy podejmowanie zadania zakończy się, powiadomi za pomocą wywołania zwrotnego. Poniższy przykład pomoże:

//Nodejs uses callback pattern to describe functions.
//Please read callback pattern to understand this example

//Suppose following function (I/O involved) took 500 msec
function timeConsumingFunction(params, callback){
  //GET DATA FROM SQL
  getDataFromSql(params, function(error, results){
    if(error){
      callback(error);
    }
    else{
      callback(null, results);
    }
  })
}

//Suppose following function is non-blocking and took 100 msec
function someOtherTask(){
  //some other task
  console.log('Some Task 1');
  console.log('Some Task 2');
}

console.log('Execution Start');

//Start With this function
timeConsumingFunction(params, function(error, results){
    if(error){
      console.log('Error')
    }
    else{
      console.log('Successfull'); 
    }
  })

//As (suppose) timeConsumingFunction took 500 msec, 
//As NodeJs is non-blocking, rather than remain idle for 500 msec, it will start 
//execute following function immediately
someOtherTask();

Krótko mówiąc, wynik jest następujący:

Execution Start
//Roughly after 105 msec (5 msec it'll take in processing)
Some Task 1
Some Task 2
//Roughly After 510 msec
Error/Successful //depends on success and failure of DB function execution

Różnica jest oczywista, gdzie synchronizacja z pewnością zajmie więcej niż 600 (500 + 100 + czas przetwarzania) ms, asynchronia oszczędza czas.

Funkcje synchroniczne blokują, a funkcje asynchroniczne nie. W funkcjach synchronicznych instrukcje kończą się przed uruchomieniem następnej instrukcji. W takim przypadku program jest oceniany dokładnie w kolejności instrukcji, a wykonywanie programu jest wstrzymywane, jeśli jedna z instrukcji zajmuje bardzo dużo czasu.

Funkcje asynchroniczne zwykle akceptują wywołanie zwrotne jako parametr i wykonywanie jest kontynuowane w następnym wierszu natychmiast po wywołaniu funkcji asynchronicznej. Wywołanie zwrotne jest wywoływane tylko wtedy, gdy operacja asynchroniczna jest zakończona, a stos wywołań jest pusty. Intensywne operacje, takie jak ładowanie danych z serwera WWW lub wyszukiwanie w bazie danych, powinny być wykonywane asynchronicznie, aby główny wątek mógł kontynuować wykonywanie innych operacji zamiast blokować do czasu zakończenia tej długiej operacji (w przypadku przeglądarek interfejs użytkownika zawiesza się) .

Orginal Wysłany na Github: Link

Programowanie asynchroniczne w JS:

Synchroniczny

• Zatrzymuje wykonywanie dalszego kodu, dopóki nie zostanie to wykonane.
• Ponieważ jest to zatrzymanie dalszego wykonywania, kod synchroniczny nazywa się „blokowaniem”. Blokowanie w tym sensie, że żaden inny kod nie zostanie wykonany.

Asynchroniczny

• Wykonanie tego jest odroczone do pętli zdarzeń, jest to konstrukcja na maszynie wirtualnej JS, która wykonuje funkcje asynchroniczne (po pustym stosie funkcji synchronicznych).
• Kod asynchroniczny nazywany jest nieblokującym, ponieważ nie blokuje dalszego działania kodu.

Przykład:

// This function is synchronous
function log(arg) {
    console.log(arg)
}

log(1);

// This function is asynchronous
setTimeout(() => {
    console.log(2)
}, 0);

log(3)

• Przykładowe dzienniki 1, 3, 2.
• 2 jest rejestrowane jako ostatnie, ponieważ znajduje się w funkcji asynchronicznej, która jest wykonywana po opróżnieniu stosu.